神経解剖学

神経解剖学 · 18

原始感覚の伝導路(前外側系)

Tracts of the protopathic sensibility (anterolateral system)

応用トピック
感覚系の診察脊髄損傷の症候感覚障害の神経解剖学的基盤脊髄障害の症候脊椎・脊髄損傷の診察と手術適応

🧠 の本質は「2次ニューロンが脊髄ので、侵入したからわずか1〜2上方でほぼ即座に交叉する」ことにある。 だからこそ脊髄病変では、病変対側の痛覚・温度覚が、病変レベルの少し下から障害される——この「早く・低く交叉する」という一点さえ押さえれば、経路の細部(=・、=痛覚・温度覚)は自然に導ける。

原始感覚とは

は・・熱感・痛覚を含む。いずれも不快な感覚だが、生存に不可欠である。

部位 経路
体幹・四肢 受容器 → → → 脊髄視床路 → 視床VPL核(+・) → 皮質
頭部 受容器 → → → → 視床VPM核(+・) → 皮質

体幹・四肢からの経路:脊髄視床路

受容器:皮膚の(痛覚・温度覚)

1次ニューロン:内の

2次ニューロン:

  • 1次ニューロンの中枢枝は後根を通って脊髄白質に入り、上行枝(Lissauer路)と下行枝に分かれたのち、後角(、substantia gelatinosaを含む)の2次ニューロンとシナプスする
  • 2次ニューロンの軸索は、後角に入ったから1〜2ほど頭側へ上行したのちで交叉する——ヒトの術63例の解析で、この横断的な交叉パターンが確認されている1。交叉後は対側の前外側索を上行する
  • が延髄を上行する際、・とともにを形成する
  • 中脳でははにあり、の外側に位置する

3次ニューロン:多くの線維は視床のVPL核で終止し、3次ニューロンの軸索はのへ放線する

flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='free nerve ending'>自由神経終末</span>(痛覚・温度覚の受容器)"] --> B["1次ニューロン:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal root ganglion (DRG)'>後根神経節</span>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pseudounipolar'>偽単極</span>)"]
  B --> C["Lissauer路を上行しつつ後角(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='substantia gelatinosa'>膠様質</span>)の2次ニューロンとシナプス"]
  C --> D["2次ニューロンの軸索が1〜2<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinal segment'>髄節</span>頭側へ上行後、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anterior white commissure'>前白交連</span>で交叉"]
  D --> E["対側の前外側索を上行<br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lateral spinothalamic tract'>外側脊髄視床路</span>+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anterior spinothalamic tract'>前脊髄視床路</span>+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinotectal tract'>脊髄蓋路</span>=<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinal lemniscus'>脊髄毛帯</span>)"]
  E --> F["視床VPL核(+<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intralaminar nuclei'>髄板内核</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='midline nuclei'>正中核</span>)"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='postcentral gyrus'>中心後回</span>:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='primary somatosensory cortex'>一次体性感覚野</span>(Br 3,1,2)"]

体幹・四肢からの情報は、で処理される段階で多の弓も同時に形成する。は前外側索の中で機能的に分かれている。

脊髄視床路 白質中の位置 伝える情報
寄り ・
熱感・痛覚

⚠️ 交叉までの上行幅にはがあり、との機能分担も表ほど截然とはしていない。 ヒト術63例の解析では交叉はを横断的に通り、侵入から1〜2ほど頭側へ上行して交叉する例が典型的だが1、ヒト剖検18例に基づく別の報告では交叉までの幅が1〜6に及ぶが確認されている2。また近年のヒト術での知覚マッピングでは、痛覚・温度覚・/を伝える線維は前外側索内でに配置されるものの、「=、=痛覚」という分離ほど明確な二分ではないことが示されている2。

視床下部・網様体への側路

脊髄視床路とは別に、情報は網様体や視床下部へも投射される。

  • :線維はまず網様体で終止し、そこで多のネットワークを形成したのち視床へ向かう。と網様体視床路に分けられ、視床の・(非特異的核)で終止する
  • :のが直接視床下部へ到達する
  • として、 → 網様体()→ 視床下部(網様体視床下部路)という経路もある
  • 内臓求心性()情報も同様にに入り、(solitary nucleus、脳幹の核)を経て視床下部へ向かう

💡 はヒトの痛覚伝導の唯一の経路ではない。 の効果は数年で減弱することが知られており、この痛みのは交叉しなかった脊髄視床路線維・・多の・後索のによって説明されると考えられている2。・は実在する経路で、その軸索の多くは脊髄視床路と二重・三重に投射している2。

頭部からの経路:三叉神経系

頭部の経路は、体幹・四肢の経路とほぼ並行する構造を持つ。

対応関係 体幹・四肢 頭部
1次ニューロン所在
後角に相当する部位 (の上方への連続)
2次ニューロンの伝導路 脊髄視床路 (ventral trigeminothalamic tract=腹側)
終止する視床核 VPL VPM

視床からの投射先

は脊髄神経・脳神経を介してCNSに入り、は最終的に視床または視床下部で終止する。

  • ・(+)で終止する経路は、・・へ投射する → ・行動・気分を決定する
  • 痛覚を運ぶ線維は側枝を出し、視床の(CM)と(MD)にも終止する。そこからへ投射し、痛みの不快さ・情動面を担う
  • VPL・VPMで終止する経路は、を通る上視床放線として(、Br 3,1,2)へ投射する → 刺激の局在に不可欠
  • 視床下部は内分泌・自律機能の最高中枢であり、侵害情報は視床下部を介してコルチゾール分泌・血圧・心拍数を修飾する

との詳しい比較は19のまとめで扱う。

内臓感覚の伝導路

には独立した専用の伝導路はない。内臓からの求心情報は、体性感覚の系(・後索)や脳神経のにりして中枢へ届く。

内臓の受容器

受容器
(内臓痛を伝える)
心臓:Aδ・C プロスタグランジン(PGE2)、水素イオン、、カリウムイオン、虚血
呼吸器:肺の() 刺激性の・ガス、機械的刺激
呼吸器:J受容器() 、肺うっ血・肺水腫、吸入した刺激物
消化管:速・遅の、(Aδ・) 粘膜の刺激、拡張、強い収縮、捻転、牽引、膨満、けいれん性収縮、虫垂炎、嵌頓
泌尿生殖器:のポリモーダル 強い機械刺激、侵害的な熱、
生理的受容器(内臓の状態を監視し、内臓反射を起こす)
の内臓 動き、急な圧変化
の内臓 伸展、張力
血圧の上昇・低下
酸素・分圧、水素イオンの変化
の変化
内部 循環血液の温度変化

中枢へ向かう3つのルート

ルート 経路 主な終止部位
交感神経に伴走する 内臓 → ・心臓神経 → ・をシナプスせずに通過 → → (細胞体) → (第I層など) → 対側の → 視床の後 後部(の皮質)
副交感神経に伴走する(一般内臓求心性) 内臓 → 迷走神経・(顔面神経は味覚) → (尾側=一般内臓部、=味覚部) → 直接または傍腕核を経て → 視床のVPMの小細胞部 前部・前頭弁蓋(味覚野)、視床下部・
→ 前外側索 → 網様体・傍腕核・で中継 → 視床のMD核・ 前・後部・二次体性感覚野
flowchart TD
  A["内臓の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nociceptor'>侵害受容器</span>"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='splanchnic nerve'>内臓神経</span>・心臓神経"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='prevertebral ganglia'>椎前神経節</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sympathetic trunk'>交感神経幹</span><br>(シナプスせず通過)"]
  C --> D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='white ramus communicans'>白交通枝</span> → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal root ganglion (DRG)'>後根神経節</span>"]
  D --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal horn'>脊髄後角</span>(第I層など)"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lateral spinothalamic tract'>外側脊髄視床路</span>"]
  E --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='spinoreticular tract'>脊髄網様体路</span><br>網様体・傍腕核・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='periaqueductal gray'>中脳水道周囲灰白質</span>"]
  F --> H["視床の後<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ventromedial nucleus'>腹内側核</span>"]
  H --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>後部"]
  G --> J["視床のMD核・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intralaminar nuclei'>髄板内核</span>"]
  J --> K["前<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cingulate gyrus'>帯状回</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>後部・二次体性感覚野<br>(不快さ・情動・自律反応)"]

💡 内臓痛が「どこが痛いのかはっきりしない、気分の悪い痛み」になる理由。 内臓のは皮膚に比べて数が少なく、1本が広い範囲を受け持ち、では皮膚のと同じに収束する。そのため局在はあいまいになる。さらに情報の多くが・前・視床下部といった情動・自律系の領域へも向かうため、悪心・発汗・不安を伴いやすい。

⚠️ 第I層由来の経路が中継する「視床の後」を独立した核とみなすかには議論がある。 Craigらはマカクザルの標識実験で、選択的に侵害・に応じる第I層の脊髄視床路・がこの核に終わり、そこから後部の背側へをもって投射することを示し、この領域をの皮質の後半部と位置づけた。3 これに対しWillisらは、第I層と後角の脊髄視床路がともに腹側基底核群(VPLなど)へ強く投射し、そこから一次・二次体性感覚野へ送られて痛みと温度の識別に働くことを重視し、この核の役割を過大評価すべきでないと批判している。4

下行性疼痛調節系

痛みはで運ばれるだけでなく、脳から脊髄へ下行する経路によって、の段階で強められたり弱められたりする。

flowchart TD
  A["前<span class='jp-term jp-term-diagram' title='cingulate gyrus'>帯状回</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='amygdala'>扁桃体</span>・視床下部"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='periaqueductal gray'>中脳水道周囲灰白質</span><br>(中脳<span class='jp-term jp-term-diagram' title='wedge-shaped'>楔状</span>核も関与)"]
  B --> C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='rostral'>吻側</span>延髄<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ventromedial'>腹内側部</span><br>(<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nucleus raphe magnus'>大縫線核</span>を含む、<span class='jp-term jp-term-diagram' title='serotonergic'>セロトニン作動性</span>)"]
  B --> D["橋背外側<span class='jp-term jp-term-diagram' title='tegmentum'>被蓋</span><br>(ノルアドレナリン作動性)"]
  C --> E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal horn'>脊髄後角</span>:Aδ・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='C fiber'>C線維</span>の侵害入力の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='relay station'>中継点</span>"]
  D --> E
  E -->|"抑制または<span class='jp-term jp-term-diagram' title='facilitation'>促通</span>"| F["上行する痛覚情報"]
  • は、前・・・視床下部からの入力を受け、痛みの感じ方を情動・状況に合わせて調節する中枢である
  • 延髄(を含む)と橋背外側から下行する線維が、で侵害入力の伝達を修飾する
  • この系は鎮痛(抑制)だけでなく痛みの増強()にも働く。オピオイドによる鎮痛は、こののを一部介している

関連痛とHead帯

内臓の病変による痛みが、その内臓から離れた皮膚の特定領域に感じられることがある()。この皮膚領域をHead帯と呼ぶ。

機序:と、同じ脊髄に入る皮膚のが、の同じに収束する。脳は皮膚からの入力に慣れているため、内臓からの信号を「そのが支配する皮膚の痛み」と誤って解釈する。

内臓 痛みを感じる主な皮膚領域
心臓 (左優位)〜左上肢の内側(T1〜T5、C8〜T1の)
食道 胸骨の後ろ
横隔膜 肩の上部(を介する)
胃
胆嚢 右上腹部
腎臓 〜
flowchart TD
  A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='myocardial ischemia'>心筋虚血</span>"] --> B["心臓の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='nociceptor'>侵害受容器</span>"]
  B --> C["心臓神経 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='sympathetic trunk'>交感神経幹</span>(頸・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='thoracic'>胸神経</span>節)<br>シナプスせず通過"]
  C --> D["T1〜T5の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal root ganglion (DRG)'>後根神経節</span>"]
  D --> E["T1〜T5の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dorsal horn'>脊髄後角</span><br>皮膚の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='afferent fiber'>求心線維</span>と同じ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='projection neuron'>投射ニューロン</span>に収束"]
  E --> F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='anterolateral system'>前外側系</span> → 視床 → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='postcentral gyrus'>中心後回</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='insular cortex'>島皮質</span>"]
  F --> G["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='precordium'>前胸部</span>〜左上肢内側の痛みとして知覚"]

⭐ 心筋梗塞でが痛む、胆嚢炎で右上腹部が痛む、横隔膜刺激で肩が痛む——いずれも「内臓と皮膚が同じを共有する」ことで説明できる。 内臓反射と状の関係は自律反射も参照。

まとめ

  • (・・熱感・痛覚)は体幹・四肢では脊髄視床路、頭部ではにより伝えられる。
  • 2次ニューロンの軸索は、そのので速やかに交叉し対側の前外側索を上行する——この「早く低い位置での交叉」が最大の特徴。
  • (・)と(熱感・痛覚)は延髄でとしてまとまり、視床VPL(頭部はVPM)で3次ニューロンにシナプスする。
  • ・は、・(・辺縁系へ→気分・)や視床下部(自律・内分泌へ→コルチゾール・血圧・心拍)へ情報を分岐させる。
  • 頭部の経路は体幹・四肢の経路とほぼ並行しており、DRG→、→、脊髄視床路→、VPL→VPMと対応する。
  • に専用の伝導路はなく、①交感神経に伴走し→→後部、②迷走神経・→→(傍腕核)→VPMの小細胞部→前部、③→MD核・→前、の3ルートでにりする。
  • →延髄()・橋背外側からのが、で痛覚の伝達を抑制・する。
  • は、と同じの皮膚が後角の同じに収束するために生じ、Head帯(心臓→・左上肢内側など)として現れる。

出典

  1. 1.The crossing of the spinothalamic tract(Brain・2001)抄録で、ヒトの前外側索切截術63例および前脊髄動脈血栓症1例の解析に基づき、脊髄視床路・脊髄網様体路の線維は脊髄を対角線状ではなく横断的(transverse)に交叉すること、切截部位の頭側・尾側それぞれ1~2髄節にわたり部分的な感覚脱失が生じるのは、ちょうどその高さで交叉している途中の線維が切断されるためであり、この所見が頸髄・胸髄・腰髄いずれのレベルでも確認されたことを確認した閲覧 2026-08-26
  2. 2.The human spinothalamic tract: lessons from cordotomy(Brain Communications・2025)レビュー全文で、ヒトの剖検研究(White, Richardson, Sweet 1956年、18例)を引用し脊髄視床路の交叉部位には個体差があり前白交連での交叉までに1~6髄節分の幅があること、前外側索切截術(cordotomy)の除痛効果は数年で減弱し、その後の疼痛再燃は交叉しなかったSTT線維・脊髄網様体路・多シナプス性経路・後索の可塑性によって説明されうること(すなわちSTT/前外側系がヒトの疼痛伝導の唯一の経路ではないこと)、脊髄網様体路・脊髄中脳路は実在し二重・三重投射するSTT軸索を含むこと、ヒトの除痛術での知覚マッピングでは痛覚・温度覚・粗大触覚/圧覚の線維は前外側索内で体部位局在的に配置されるものの前脊髄視床路(粗大触覚)・外側脊髄視床路(痛覚)という古典的な区分ほど明確には分離されていないことを確認した閲覧 2026-08-26
  3. 3.Topographically organized projection to posterior insular cortex from the posterior portion of the ventral medial nucleus in the long-tailed macaque monkey(The Journal of Comparative Neurology・2014)抄録(Europe PMC経由)で確認した。マカクザルで第I層の三叉神経視床路・脊髄視床路が後腹内側核(VMpo)に体部位局在をもって終わり、VMpoへの順行性トレーサー注入で上輪状溝の底を中心とする島皮質後部背側の顆粒皮質に終末が標識されたこと、この領域を内受容感覚の皮質の後半部とし、前半部は腹内側核基底部から迷走神経・味覚の入力を受けること閲覧 2026-09-30
  4. 4.A critical review of the role of the proposed VMpo nucleus in pain(The Journal of Pain・2002)抄録(Europe PMC経由)で確認した。第I層の脊髄視床路がVMpoへ重要な投射をもつとするCraigらの主張、特に第I層から腹側基底核群への侵害受容性投射を否定する点を批判し、第I層と後角深層の両方から腹側基底核群などへ投射し一次・二次体性感覚野で痛みと温度の識別的な処理が行われることを支持する証拠をまとめていること閲覧 2026-09-30